Syndecan-1の欠損は、マウスの全身組成、代謝、およびグルコースホメオスタシスに有意な変化をもたらす

Lack of Syndecan-1 produces significant alterations in whole-body composition, metabolism and glucose homeostasis in mice.

• Anil Kumar Jaiswal
• Mohanraj Sadasivam
• Susan Aja
• Abdel Rahim A Hamad

抄録

背景:

肥満は、現在のところ治療法が確立されていないブドウ糖不耐症や2型糖尿病などの重篤な代謝性合併症を伴う疾患状態である。効果的な治療法を開発するためには、体組成およびグルコースホメオスタシスの様々な調節因子の役割を特定し、理解することが必要である。シンデカン-1（Sdc1）はヘパラン硫酸プロテオグリカンファミリーの一員であり、主に上皮や腫瘍細胞の増殖と生存を調節する役割について研究されてきましたが、肥満とグルコース恒常性の調節における役割についてはほとんど知られていません。

BACKGROUND: Obesity is a disease state with serious adverse metabolic complications, including glucose intolerance and type 2 diabetes that currently has no cure. Identifying and understanding roles of various modulators of body composition and glucose homeostasis is required for developing effective cures. Syndecan-1 (Sdc1) is a member of the heparan sulfate proteoglycan family that has mainly been investigated for its role in regulating proliferation and survival of epithelia and tumor cells, but little is known about its roles in regulating obesity and glucose homeostasis.

エイム:

体脂肪とグルコース代謝を調節するSdc1の役割を調べる。

AIM: To examine the role of Sdc1 in regulating body fat and glucose metabolism.

方法:

雌の野生型およびSdc1ノックアウト（Sdc1 KO）マウスをBALB/cバックグラウンドで使用し、複数の方法で測定した。代謝測定（酸素消費量、二酸化炭素産生量、呼吸交換比およびエネルギー消費量の率）は、食物摂取量および身体活動を測定するための追加機能を備えたオープンフロー間接熱量計を用いて実施した。ブドウ糖不耐症およびインスリン抵抗性は、確立された耐性試験法により測定した。

METHODS: We used female wild type and Sdc1 knockout (Sdc1 KO) mice on BALB/c background and multiple methods. Metabolic measurements (rates of oxygen consumption, carbon dioxide production, respiratory exchange ratio and energy expenditure) were performed using an open-flow indirect calorimeter with additional features to measure food intake and physical activity. Glucose intolerance and insulin resistance were measured by established tolerance test methods.

結果:

我々の主要な目的は、Sdc1欠損が体脂肪およびグルコースの恒常性に及ぼす影響を調べることであったが、Sdc1が複数の代謝パラメータを調節していることを明らかにした。Sdc1KOマウスでは、チャウと高脂肪食の両方の条件で脂肪と除脂肪量が有意に減少し、体重が減少した。体重の減少は食物摂取量の変化によるものではなかったが、Sdc1 KOマウスは野生型マウスに比べて暗期に多く、明期には少なく食べるような摂食行動の変化を示した。また、Sdc1 KOマウスでは、エネルギー消費率が高く、耐糖能が低下し、インスリン抵抗性を示した。

RESULTS: Although our primary goal was to investigate the effects of Sdc1 deficiency on body fat and glucose homeostasis, we uncovered that Sdc1 regulates multiple metabolic parameters. Sdc1KO mice have reduced body weight due to significant decreases in fat and lean masses under both chow and high fat diet conditions. The reduced body weight was not due to changes in food intakes, but Sdc1 KO mice exhibited altered feeding behavior as they ate more during the dark phase and less during the light phase than wild type mice. In addition, Sdc1 KO mice suffered from high rate of energy expenditure, glucose intolerance and insulin resistance.

結論:

これらの結果は、正常なエネルギーバランスとグルコースホメオスタシスの調節における Sdc1 の重要な多系統的で相反する役割を明らかにした。この結果は、代謝パラメータを調節するためにSdc1を標的とするための重要な意味を持つ。最後に、我々は、Sdc1欠損に関連する相反する役割を和解させることができる新しい仮説を提示する。

CONCLUSION: These results reveal critical multisystem and opposing roles for Sdc1 in regulating normal energy balance and glucose homeostasis. The results will have important implications for targeting Sdc1 to modulate metabolic parameters. Finally, we offer a novel hypothesis that could reconcile the opposing roles associated with Sdc1 deficiency.

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